板带平直度和表面质量是生产高品质冷轧金属板带的主要因素.拉矫机(例如应用于连续热镀锌或精整生产线)通过板带较小的弹塑性变形,改善板带的平直度,降低残余应力,产生大张力,使板带在小直径辊系中被弯曲.在拉矫机的设计过程中,精确的模型是非常重要的,它可改进主要的参数,如板带的弯曲线,弯辊的反作用力,要求的张力等级,张力损耗(由于弹性变形引起的损耗)和传动功率需求.拉矫工艺的广延分析通常采用商用的有限元软件包进行,需要对底层物理效应和相互关系全面了解.然而,高达数百万的自由度需要有效的和可靠的三维有限元模拟,这导致运行时间太长而不可接受,甚至是对于现代大型机计算.为了减少大量的三维有限元模型计算成本(同时确保更多有意义的计算结果),开发了一个基于虚功原理和参数化形状函数的全新的、专业化的模型化方法,用于描述曲率和应变分布.相较于优化的有限元模型,这种度身订造的模型可以大幅减少自由度和计算成本,而关键的模拟结果却是相同的.由于这种方法的有效性和可靠性,此方法可用于在拉矫机设计阶段大规模的参数计算,包括优化工艺和设备,改善设备性能和显著减少能耗.